No description available.

Neurotrophine beeinflussen durch die Modulation von Prozessen wie Zellproliferation, -migration, Apoptose und Synapsenbildung entscheidend die neuronale Plastizität. Sie gelten deshalb als Kandidatengene neuronaler Entwicklungsstörungen wie Autismus-Spektrum-Störungen (ASS). Die vorgelegte Arbeit zielt auf die weitere Klärung der Rolle von Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) bei der Ätiopathophysiologie der ASS durch Expressionsanalysen im Blut als potenziellem Surrogat zentralnervöser Prozesse. In gut charakterisierten ASS-Stichproben und - neben gesunden Kontrollprobanden - einer klinischen Kontrollgruppe von Patienten mit Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wurde die BDNF-mRNA-Expression in Vollblut sowie BDNF-Proteinserumkonzentrationen untersucht. Zusätzlich wurden mögliche Einflussfaktoren auf die BDNF-Werte wie Alter, IQ, autismusspezifische Symptomatik, Komorbidität und Medikation analysiert. In einer ersten Stichprobe (ASS-Patienten versus gesunde Kontrollen) wurden signifikant erniedrigte BDNF-Serumkonzentrationen in der Patientengruppe mittels Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay gemessen (p = 0,040). In einer zweiten unabhängigen Stichprobe (Patienten mit ASS, Patienten mit ADHS und gesunde Kontrollen) wurde auf mRNA-Ebene mittels quantitativer Real-Time-Polymerasekettenreaktion ebenfalls ein signifikanter Gruppenunterschied ermittelt mit erniedrigter BDNF-Expression in der ASS-Gruppe im Vergleich zu gesunder Kontrollgruppe (p = 0,011), sowie einem Trend zu erniedrigten BDNF-Werten bei ADHS-Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden (p = 0,097). Des Weiteren wurde eine signifikante negative Korrelation zwischen Alter und BDNF-mRNA-Expression bei Patienten mit ASS sowie eine positive Korrelation von Alter und BDNF-Serumkonzentrationen bei gesunden Kontrollen gemessen. Auch korrelierten die BDNF-Werte im Serum mit der Ausprägung des autistischen Phänotyps. In einer Subgruppe der ADHS-Patienten wurde kein Einfluss von Psychostimulanzien auf die BDNF-mRNA-Expression gemessen. Der Einbezug größerer Stichproben sowie die systematische Erfassung weiterer potenzieller Einflussfaktoren auf die BDNF-Expression (wie pubertärer Entwicklungsstand bzw. Geschlechtshormonkonzentrationen) könnten in zukünftigen Studien zu einer weiteren Klärung der pathophysiologischen Rolle von BDNF bei Kindern und Jugendlichen mit ASS beitragen. / Neurotrophins impact on neuronal plasticity by modulating processes such as cell proliferation, cell migration, apoptosis and synaptic plasticity. Therefore, they are regarded as candidate genes for neurodevelopmental disorders such as autism spectrum disorders (ASD). The following work aims at further clarifying the role of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in the pathophysiology of ASD by expression analyses in blood as a potential surrogate for BDNF effects observed in the central nervous system. BDNF mRNA expression in whole blood and BDNF serum concentrations were analyzed in well characterized samples of ASD patients, healthy controls, and a clinical control group of patients with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). In addition, potential modulating factors such as age, IQ, autistic phenotype, comorbidity and medication were further investigated. In a first project (ASD patients vs. healthy controls) significantly lower BDNF serum concentrations in the ASD group were observed via enzyme-linked immunosorbent assay (p = 0.040). In a second independent sample and project (patients with ASS, patients with ADHD, and healthy controls), BDNF mRNA expression was analyzed using quantitative real time polymerase chain reaction. Also in this sample, a significant group difference was found with lower BDNF expression in the ASD group compared to the health controls (p = 0.011). Moreover, a trend of decreased BDNF mRNA levels was observed for patients with ADHD in comparison to the normally developing controls (p = 0.097). Furthermore, with regard to potential influencing factors, we found a significant negative correlation between age and BDNF mRNA expression in patients with ASD, as well as a positive correlation between age and BDNF serum concentrations in healthy controls. A positive correlation was moreover detected between the serum BDNF concentrations and autistic phenotype. Testing a sub-group of ADHD patients, no significant influence of stimulants was observed on BDNF mRNA expression. In future studies, bigger sample sizes as well as a systematic assessment of other factors that potentially influence BDNF expression (like pubertal developmental status or concentration of sex hormones) could further clarify the pathophysiological role of BDNF in children and adolescents with ASD.

Neurotrophine beeinflussen durch die Modulation von Prozessen wie Zellproliferation, -migration, Apoptose und Synapsenbildung entscheidend die neuronale Plastizität. Sie gelten deshalb als Kandidatengene neuronaler Entwicklungsstörungen wie Autismus-Spektrum-Störungen (ASS). Die vorgelegte Arbeit zielt auf die weitere Klärung der Rolle von Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) bei der Ätiopathophysiologie der ASS durch Expressionsanalysen im Blut als potenziellem Surrogat zentralnervöser Prozesse. In gut charakterisierten ASS-Stichproben und - neben gesunden Kontrollprobanden - einer klinischen Kontrollgruppe von Patienten mit Aufmerksamkeitsdefizit-/ Hyperaktivitätsstörung (ADHS) wurde die BDNF-mRNA-Expression in Vollblut sowie BDNF-Proteinserumkonzentrationen untersucht. Zusätzlich wurden mögliche Einflussfaktoren auf die BDNF-Werte wie Alter, IQ, autismusspezifische Symptomatik, Komorbidität und Medikation analysiert. In einer ersten Stichprobe (ASS-Patienten versus gesunde Kontrollen) wurden signifikant erniedrigte BDNF-Serumkonzentrationen in der Patientengruppe mittels Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay gemessen (p = 0,040). In einer zweiten unabhängigen Stichprobe (Patienten mit ASS, Patienten mit ADHS und gesunde Kontrollen) wurde auf mRNA-Ebene mittels quantitativer Real-Time-Polymerasekettenreaktion ebenfalls ein signifikanter Gruppenunterschied ermittelt mit erniedrigter BDNF-Expression in der ASS-Gruppe im Vergleich zu gesunder Kontrollgruppe (p = 0,011), sowie einem Trend zu erniedrigten BDNF-Werten bei ADHS-Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden (p = 0,097). Des Weiteren wurde eine signifikante negative Korrelation zwischen Alter und BDNF-mRNA-Expression bei Patienten mit ASS sowie eine positive Korrelation von Alter und BDNF-Serumkonzentrationen bei gesunden Kontrollen gemessen. Auch korrelierten die BDNF-Werte im Serum mit der Ausprägung des autistischen Phänotyps. In einer Subgruppe der ADHS-Patienten wurde kein Einfluss von Psychostimulanzien auf die BDNF-mRNA-Expression gemessen. Der Einbezug größerer Stichproben sowie die systematische Erfassung weiterer potenzieller Einflussfaktoren auf die BDNF-Expression (wie pubertärer Entwicklungsstand bzw. Geschlechtshormonkonzentrationen) könnten in zukünftigen Studien zu einer weiteren Klärung der pathophysiologischen Rolle von BDNF bei Kindern und Jugendlichen mit ASS beitragen. / Neurotrophins impact on neuronal plasticity by modulating processes such as cell proliferation, cell migration, apoptosis and synaptic plasticity. Therefore, they are regarded as candidate genes for neurodevelopmental disorders such as autism spectrum disorders (ASD). The following work aims at further clarifying the role of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in the pathophysiology of ASD by expression analyses in blood as a potential surrogate for BDNF effects observed in the central nervous system. BDNF mRNA expression in whole blood and BDNF serum concentrations were analyzed in well characterized samples of ASD patients, healthy controls, and a clinical control group of patients with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). In addition, potential modulating factors such as age, IQ, autistic phenotype, comorbidity and medication were further investigated. In a first project (ASD patients vs. healthy controls) significantly lower BDNF serum concentrations in the ASD group were observed via enzyme-linked immunosorbent assay (p = 0.040). In a second independent sample and project (patients with ASS, patients with ADHD, and healthy controls), BDNF mRNA expression was analyzed using quantitative real time polymerase chain reaction. Also in this sample, a significant group difference was found with lower BDNF expression in the ASD group compared to the health controls (p = 0.011). Moreover, a trend of decreased BDNF mRNA levels was observed for patients with ADHD in comparison to the normally developing controls (p = 0.097). Furthermore, with regard to potential influencing factors, we found a significant negative correlation between age and BDNF mRNA expression in patients with ASD, as well as a positive correlation between age and BDNF serum concentrations in healthy controls. A positive correlation was moreover detected between the serum BDNF concentrations and autistic phenotype. Testing a sub-group of ADHD patients, no significant influence of stimulants was observed on BDNF mRNA expression. In future studies, bigger sample sizes as well as a systematic assessment of other factors that potentially influence BDNF expression (like pubertal developmental status or concentration of sex hormones) could further clarify the pathophysiological role of BDNF in children and adolescents with ASD.

Background. In everyday life it is often required to integrate multisensory input to successfully conduct response inhibition (RI) and thus major executive control processes. Both RI and multisensory processes have been suggested to be altered in autism spectrum disorder (ASD). It is, however, unclear which neurophysiological processes relate to changes in RI in ASD and in how far these processes are affected by possible multisensory integration deficits in ASD. Method. Combining high-density EEG recordings with source localization analyses, we examined a group of adolescent ASD patients (n = 20) and healthy controls (n = 20) using a novel RI task. Results. Compared to controls, RI processes are generally compromised in adolescent ASD. This aggravation of RI processes is modulated by the content of multisensory information. The neurophysiological data suggest that deficits in ASD emerge in attentional selection and resource allocation processes related to occipito-parietal and middle frontal regions. Most importantly, conflict monitoring subprocesses during RI were specifically modulated by content of multisensory information in the superior frontal gyrus. Conclusions. RI processes are overstrained in adolescent ASD, especially when conflicting multisensory information has to be integrated to perform RI. It seems that the content of multisensory input is important to consider in ASD and its effects on cognitive control processes.

Diese qualitative Studie untersucht den schulischen Alltag von drei Jungen mit Fragilem-X- Syndrom. Das Fragile-X-Syndrom ist die häufigste bekannte erbliche Ursache von geistiger Behinderung und wird mit einer Reihe von charakteristischen Eigenschaften assoziiert. Dazu zählen vor allem physische, kognitive und psychosoziale Merkmale. Mithilfe der Ethnografie mit teilnehmender Beobachtung im schulischen Umfeld der Schüler werden die Bedingungen herausgearbeitet, die das Fragile-X-Syndrom der Schüler „sichtbar“ machen. Diese Bedingungen sind vor allem durch den jeweiligen Kontext geprägt, welcher sich aus dem Ausmaß der Hilfestellungen, der Struktur der Anforderungen und der räumlichen und organisatorischen Gestaltung der Umgebung zusammensetzt. Menschen mit Fragilem-X-Syndrom dürfen nicht nur als Träger eines genetischen Syndroms angesehen werden, sondern auch als Mitglieder sozialer Gruppen und Gemeinschaften, an deren immanenten Regeln sie ihr Handeln ausrichten. Die institutionellen und sozialen Bedingungen auf der Ebene des Klassenraums mit seinen jeweiligen Teilnehmerinnen und Teilnehmern bilden die Grundlage für eine soziale Konstruktion des Fragilen-X- Syndroms in der Schule. Diese Annahme ist die Voraussetzung für einen Verstehensprozess, der das Syndrom nicht nur als Ursache einer Behinderung ansieht, sondern vielmehr die Handlungen und performativen Äußerungen der Schüler als individuellen, kompetenten Teil ihrer Kommunikation deutet. Das gegenseitige Verstehen führt dazu, dass die Bedingungen des Fragilen-X-Syndroms, der Verhaltensphänotyp des Schülers sowie die jeweilige soziale Umgebung, in einen angemessenen Kontext gesetzt werden können. Erst dadurch kann der Schulalltag erfolgreich gestaltet und ein Scheitern des Schülers minimiert werden. / This qualitative research project examines the everyday life of three boys with Fragile X syndrome in their special education classrooms. Fragile X syndrome is the leading inherited cause of intellectual disability and is associated with a specific behavioral phenotype and cognitive and physical characteristics. Utilizing ethnographic participant observation, the specific context in which the Fragile X syndrome becomes “visible” will be analyzed. This context is mainly shaped by the institutional and social conditions on the level of the classroom with its participants (peers and educators). Individuals with Fragile X syndrome need to be viewed not only as living under a genetic condition, but as members of social groups and communities who act in relation to socially and culturally ordered expectations. The understanding of the students’ performative acts as part of their communication abilities can initiate the understanding of the behavioral phenotype within its context. This understanding of Fragile X syndrome as a social category may lead to a successful organization of everyday school life.

Kommunikation ist allgegenwärtig in unserem Alltag. Personen mit einer Autismus-Spektrum-Störung (ASS) zeigen soziale Schwierigkeiten und beim Erkennen von Kommunikationssignalen von Gesicht und Stimme. Da derartige Schwierigkeiten die Lebensqualität beeinträchtigen können, ist ein tiefgreifendes Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen von großer Bedeutung. In der vorliegenden Dissertation befasste ich mich mit sensorischen Gehirnmechanismen, die der Verarbeitung von Kommunikationssignalen zugrunde liegen und, die in der Forschung zu ASS bisher wenig Beachtung fanden. Erstens untersuchte ich, ob eine intranasale Gabe von Oxytocin die Erkennung der Stimmenidentität beeinflussen, und ihre Auffälligkeiten bei Personen mit ASS mildern kann. Zweitens erforschte ich, welche neuronalen Prozesse den Schwierigkeiten in der Wahrnehmung visueller Sprache in ASS zugrunde liegen, da bisherige Evidenz nur auf Verhaltensdaten basierte. Diese Fragestellungen beantwortete ich mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie, Eyetracking und Verhaltenstestungen. Die Ergebnisse der Dissertation liefern neuartige Erkenntnisse, die für Personen mit ASS und typisch entwickelte Personen von hoher Relevanz sind. Erstens bestätigen sie die Annahmen, dass atypische sensorische Mechanismen für unser Verständnis der sozialen Schwierigkeiten in ASS grundlegend sind. Sie zeigen, dass atypische Funktionen sensorischer Gehirnregionen den Kommunikationseinschränkungen in ASS zugrunde liegen und die Effektivität von Interventionen beeinflussen, die jene Schwierigkeiten vermindern sollen. Zweitens liefern die Ergebnisse empirische Evidenz für theoretische Annahmen darüber, wie das typisch entwickelte Gehirn visuelle Kommunikationssignale verarbeitet. Diese Erkenntnisse erweitern maßgeblich unser aktuelles Wissen und zukünftige Forschungsansätze zur zwischenmenschlichen Kommunikation. Außerdem können sie neue Interventionsansätze zur Förderung von Kommunikationsfähigkeiten hervorbringen. / Communication is ubiquitous in our everyday life. Yet, individuals with autism spectrum disorder (ASD) have difficulties in social interactions and to recognize socially relevant signals from the face and the voice. Such impairments can vastly affect the quality of life - a profound understanding of the mechanisms behind these difficulties is thus strongly required. In the current dissertation, I focused on sensory brain mechanisms that underlie the perception of emotionally neutral communication signals that so far have gained little attention in ASD research. I studied the malleability of voice-identity processing using intranasal administration of oxytocin, and thus the potential to alleviate voice-identity recognition impairments in ASD. Furthermore, I investigated brain mechanisms that underlie recognition difficulties for visual speech in ASD, as until now evidence on visual-speech recognition in ASD was limited to behavioral findings. I applied methods of functional magnetic resonance imaging, eye tracking, and behavioral testing. The contribution of the present dissertation is twofold. First, the findings corroborate the view that atypical sensory perception is a critical cornerstone for understanding of social difficulties in ASD. Dysfunction of visual and auditory sensory brain regions might contribute to difficulties in processing aspects of communication signals in ASD and modulate the efficacy of interventions for improving the behavioral deficits. Second, the findings deliver empirical support for a recent theoretical model of how the typically developing brain perceives dynamic faces. This improved our current knowledge about brain processing of visual communication signals in the typically developing population. Advanced scientific knowledge about human communication, as provided in the current dissertation, propels further empirical research and development of clinical interventions that aim to promote communication abilities in affected individuals.

Autism spectrum disorder (ASD) is characterised by social communication difficulties. These difficulties have been mainly explained by cognitive, motivational, and emotional alterations in ASD. The communication difficulties could, however, also be associated with altered sensory processing of communication signals. Here, we assessed the functional integrity of auditory sensory pathway nuclei in ASD in three independent functional magnetic resonance imaging experiments. We focused on two aspects of auditory communication that are impaired in ASD: voice identity perception, and recognising speech-in-noise. We found reduced processing in adults with ASD as compared to typically developed control groups (pairwise matched on sex, age, and full-scale IQ) in the central midbrain structure of the auditory pathway (inferior colliculus [IC]). The right IC responded less in the ASD as compared to the control group for voice identity, in contrast to speech recognition. The right IC also responded less in the ASD as compared to the control group when passively listening to vocal in contrast to non-vocal sounds. Within the control group, the left and right IC responded more when recognising speech-in-noise as compared to when recognising speech without additional noise. In the ASD group, this was only the case in the left, but not the right IC. The results show that communication signal processing in ASD is associated with reduced subcortical sensory functioning in the midbrain. The results highlight the importance of considering sensory processing alterations in explaining communication difficulties, which are at the core of ASD.

Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist eine neurologische Entwicklungsstörung, die durch eine Reihe von Entwicklungsstörungen gekennzeichnet ist, die zu einem Mangel an sozialen, kommunikativen und kooperativen Fähigkeiten führen. Sozio-kommunikative Beeinträchtigungen können durch von Verhaltenstherapeuten konzipierte und durchgeführte Trainingsprogramme für soziale Kompetenzen verbessert werden. Computergestützte Therapien zur Lösung sozio-kommunikativer Schwierigkeiten bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen mit ASD haben ermutigende Ergebnisse gezeigt. Das Serious-Game-Format ist eine Form der Intervention. Seriöse Spiele sind pädagogisch wertvoll, aber oft attraktiver als offensichtliche pädagogische Hilfsmittel. Zirkus Empathico 2.0 ist ein Serious Game für mehrere Spieler mit verschiedenen Levels und Bühnen in einer Zirkusumgebung. Die Auswertung erfolgte über einen Zeitraum von acht Wochen. Sechzig Kinder mit ASD im Alter von fünf bis elf Jahren wurden vor und nach der Behandlung untersucht. Zu den primären Ergebnissen gehörten die Empathiebewertung durch die Eltern und objektiv gemessene Fähigkeiten zur Emotionserkennung. Die Bewertung der Effektivität und Verwendbarkeit des Spiels für das Training sozialer Kompetenzen zeigte, dass es eine plausible Lernumgebung schuf, indem es das Bewusstsein der Studienteilnehmer für Fähigkeiten und neurotypisches Verhalten steigerte und ihre vorhergesagte Angst in zukünftigen sozialen Situationen verringerte. Nach der Behandlung wurden signifikante Behandlungseffekte festgestellt. Sowohl bei Kurz- als auch bei Langzeitbeurteilungen. Zirkus Empathico 2.0 ist erfolgreich bei der langfristigen Verbesserung der sozio-emotionalen Fähigkeiten in realen Situationen. Zukünftige Forschung sollte sich auf die spezifischen Prozesse konzentrieren, die den Übertragungs- und Aufrechterhaltungsvorteilen von Empathie und Emotionserkennung zugrunde liegen. / Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder characterized by a spectrum of developmental abnormalities that result in a lack of social, communicative, and collaborative abilities. Socio-communicative impairments can be improved through behavioral therapist-designed and delivered social-skills training programs. Computer-based therapies to resolve socio-communicative difficulties in children, adolescents, and adults with ASD have demonstrated encouraging outcomes. The serious game format is one type of intervention. Serious games are educational but often appeal more than overt pedagogical tools. Zirkus Empathico 2.0 is a multi-player serious game set with various levels and stages in a circus environment. It was evaluated over eight weeks. Sixty children with ASD aged five to eleven years were evaluated before treatment and post-treatment. Primary outcomes included empathy rating by parents and objectively measured emotion recognition abilities. Secondary outcomes were assessed as emotional awareness, emotion management, well-being, and personal therapy goals. The assessment of the game's effectiveness and usability for social-skills training indicated that it established a plausible learning environment by boosting trial participants' awareness of abilities and neurotypical behavior and decreasing their predicted fear in future social situations. Following treatment, significant treatment effects were detected. In both short- and long-term assessments, moderate impacts were observed on emotional awareness, emotion management, and autistic social symptomatology. Parents reported that therapy goals were met, and that treatment was transferred well. Zirkus Empathico 2.0 is successful at improving long-term socio-emotional abilities in real-world situations. Future research should focus on the specific processes behind empathy and emotion recognition's transmission and maintenance benefits.

Introduction Autistic individuals often have difficulties with recognizing what another person is saying in noisy conditions such as in a crowded classroom or a restaurant. The underlying neural mechanisms of this speech perception difficulty are unclear. In typically developed individuals, three cerebral cortex regions are particularly related to speech-in-noise perception: the left inferior frontal gyrus (IFG), the right insula, and the left inferior parietal lobule (IPL). Here, we tested whether responses in these cerebral cortex regions are altered in speech-in-noise perception in autism. Methods Seventeen autistic adults and 17 typically developed controls (matched pairwise on age, sex, and IQ) performed an auditory-only speech recognition task during functional magnetic resonance imaging (fMRI). Speech was presented either with noise (noise condition) or without noise (no noise condition, i.e., clear speech). Results In the left IFG, blood-oxygenation-level-dependent (BOLD) responses were higher in the control compared to the autism group for recognizing speech-in-noise compared to clear speech. For this contrast, both groups had similar response magnitudes in the right insula and left IPL. Additionally, we replicated previous findings that BOLD responses in speech-related and auditory brain regions (including bilateral superior temporal sulcus and Heschl's gyrus) for clear speech were similar in both groups and that voice identity recognition was impaired for clear and noisy speech in autism. Discussion Our findings show that in autism, the processing of speech is particularly reduced under noisy conditions in the left IFG—a dysfunction that might be important in explaining restricted speech comprehension in noisy environments.

Autism spectrum disorder (ASD) and attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) are two frequently co-occurring neurodevelopmental conditions that share certain symptomatology, including social difficulties. This presents practitioners with challenging (differential) diagnostic considerations, particularly in clinically more complex cases with co-occurring ASD and ADHD. Therefore, the primary aim of the current study was to apply a data-driven machine learning approach (support vector machine) to determine whether and which items from the best-practice clinical instruments for diagnosing ASD (ADOS, ADI-R) would best differentiate between four groups of individuals referred to specialized ASD clinics (i.e., ASD, ADHD, ASD + ADHD, ND = no diagnosis). We found that a subset of five features from both ADOS (clinical observation) and ADI-R (parental interview) reliably differentiated between ASD groups (ASD & ASD + ADHD) and non-ASD groups (ADHD & ND), and these features corresponded to the social-communication but also restrictive and repetitive behavior domains. In conclusion, the results of the current study support the idea that detecting ASD in individuals with suspected signs of the diagnosis, including those with co-occurring ADHD, is possible with considerably fewer items relative to the original ADOS/2 and ADI-R algorithms (i.e., 92% item reduction) while preserving relatively high diagnostic accuracy. Clinical implications and study limitations are discussed.